C语言位运算详解：按位与、或、异或、取反及移位

"C程序设计(第3版)谭浩强的PPT12章节主要讲解了位运算，包括位与(&)、位或(|)、位异或(∧)、位取反(～)、左移(<<)和右移(>>)这六种位运算符，以及它们在C语言中的具体应用和运算规则。" 位运算在计算机科学和编程中扮演着重要角色，因为它们允许程序员直接操作二进制数据，这对于理解底层计算机制和优化代码非常有帮助。下面是对这些位运算符的详细解释： 1. **位与(&)**：位与运算符用于逐位比较两个数，只有当对应的两个位都是1时，结果位上才会是1。例如，5(00000101) & 9(00001001) = 1(00000001)，因为只有最低位是1。 2. **位或(|)**：位或运算符会对每个位进行比较，只要有一个位是1，结果位就会是1。例如，5(00000101) | 9(00001001) = 13(00001101)，因为将1的位置合并了。 3. **位异或(∧)**：位异或运算符会对比两个数的每一位，如果位不同，则结果位为1，相同则为0。例如，-5(11111000) ∧ 3(00000011) = -8(11111000)，因为所有位都不同。 4. **位取反(～)**：位取反运算符会反转一个数的所有位，0变成1，1变成0。例如，~7(00000111) = -8(11111000)，因为7的二进制表示取反后变成了-8的补码。 5. **左移(<<)**：左移运算符将一个数的二进制位向左移动指定的位数，丢弃左侧溢出的位，并在右侧填充0。例如，1 << 2 将1(00000001)变成4(00000100)，向左移两位。 6. **右移(>>)**：右移运算符将一个数的二进制位向右移动，对于无符号数，右侧用0填充；对于有符号数，如果是负数，右侧用1填充（保持符号位不变），如果是正数，右侧用0填充。例如，-10(11111111 11111111 11111111 11111010) >> 1 变成 -5(11111111 11111111 11111111 11111101)，保留了符号位。 在C语言中，位运算常用于数据的压缩存储、位标志设置与清除、高效的数据处理等方面。理解并熟练运用位运算，可以帮助开发者编写更加精炼且高效的代码。同时，位运算也是计算机系统基础和底层编程的重要组成部分，对理解计算机硬件工作原理也有很大帮助。